[发明专利]一种基于光学影像的在轨高精度实时定位方法

权利要求书

1.一种基于光学影像的在轨高精度实时定位方法，其特征在于，包括步骤：

将严格几何成像模型中的相关参数进行归类和等效，并将所述严格几何成像模型等效为星上几何定位模型，具体包括：

严格几何成像模型为：其中，为影像对应的地面目标点在WGS84坐标系中的坐标，为卫星在WGS84坐标系中的位置，为J2000坐标系到WGS84坐标系的旋转矩阵，为本体坐标系到J2000坐标系的旋转矩阵，为GPS天线相位中心在本体坐标系下的三个偏移量，为相机坐标系原点相对于本体坐标系原点的偏移量，m为坐标旋转过程中产生的缩放因子，为相机坐标系到本体坐标系的旋转矩阵，为地面点在相机坐标系下的投影坐标；

根据是否与载荷本身有关将所述严格几何成像模型的相关参数归类为内方位元素和外方位元素；

将所述内方位元素等效为指向角的指向向量，及，将所述外方位元素等效为一个偏移矩阵，所述严格几何成像模型等效的星上几何定位模型为：

其中，R_bais为偏移矩阵，

为影像坐标在相机坐标系下的指向向量；

利用地面定标场的控制点对所述星上几何定位模型的参数进行修正；

将修正后的参数上注到星上。

2.如权利要求1所述的在轨高精度实时定位方法，其特征在于，所述利用地面定标场的控制点对所述星上几何定位模型的参数进行修正，具体包括：

以实验室定标结果为初始值，采用罗德里格矩阵对所述外方位元素进行修正；

以标定后的外方位参数为初始值，采用反变换设定阈值迭代的方法对所述内方位元素进行修正。

3.如权利要求2所述的在轨高精度实时定位方法，其特征在于，所述采用罗德里格矩阵对所述外方位元素进行修正，具体包括：

所述偏移矩阵R_bais的表达式为：R_bais＝(I-S)^-1(I+S)，其中，构建误差方程：V＝AX-L，其中，其中，

采用最小二乘法对所述误差方程求解获得参数a，b，c，并获得偏移矩阵R_bais；

根据所述偏移矩阵R_bais修正所述星上几何定位模型的外方位元素。

4.如权利要求3所述的在轨高精度实时定位方法，其特征在于，所述采用反变换设定阈值迭代的方法对所述内方位元素进行修正，具体包括：

令F()、G()分别为影像空间坐标系下像点沿轨及垂轨方向的矢量残差函数，所述矢量残差函数的表达式为：

其中，X_E为外方位元素，X_I为内方位元素，为本体坐标系到相机坐标系的旋转矩阵，为像点光线在本体坐标系下的矢量，和为指向角；

将修正后的外方位元素视为X_E的初始值，将内方位元素X_I视为待求的未知参数，根据所述矢量残差函数修正所述星上几何定位模型的内方位元素。